對潤滑油添加劑的綜合分析

張明

摘 要：介紹了金屬清凈劑、無灰分散劑、抗氧抗腐劑、摩擦改進劑、粘度指數改進劑、極壓抗磨劑、防銹劑以及金屬減活劑等潤滑油添加劑的現狀及發展趨勢，并提出了今后潤滑油添加劑的研究方向，以期為潤滑油添加劑的研究提供些參考。

關鍵詞：潤滑油；添加劑；發展趨勢

一、潤滑油添加劑概述

20世紀30年代以前，國外潤滑油中很少使用添加劑。隨著車輛發動機及傳動系統設計的進步和機械設備的發展，對潤滑油的性能提出了越來越高的要求，使其在20世紀五六十年代得以迅速發展。20世紀60年代初，國外開發應用了丁二酰亞胺無灰分散劑，經過對丁二酰亞胺與金屬清凈劑復合效應的研究，發現二者復合使用后，明顯地提高了油品性能并降低了添加劑總用量，是20世紀60年代潤滑油添加劑技術領域的一大突破。在20世紀60年代后期，國外內燃機油用的主要添加劑類型已基本定型，20世紀70年代潤滑油添加劑的發展基本上處于平穩發展時期，20世紀70年代國際市場上潤滑油添加劑主要以復合劑的形式出售，20世紀80年代繼續發展潤滑油復合劑，改進配方并提高使用的經濟性，提高單劑性能，發展多功能添加劑。

二、內燃機油添加劑現狀及發展趨勢

內燃機油用添加劑品種繁多，功能各異，主要分為金屬清凈劑、無灰分散劑、抗氧抗腐劑、摩擦改進劑、粘度指數改進劑、降凝劑以及抗泡劑等，其中前4種是主要的功能添加劑。近年來，隨著環保要求的提高以及為達到節能的目的，對潤滑油的要求越來越高，潤滑油產品也日趨高檔化，添加劑的品種和需求量也得到快速發展。

（一）金屬清凈劑。金屬清凈劑是現代各種內燃機油的重要添加劑，它主要包括磺酸鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽、環烷酸鹽以及其他羧酸鹽，其中前3種占絕大多數。目前，清凈劑產品仍以鈣鹽為主，灰分高、毒性大、對環境有污染的鋇鹽的應用日漸減少，而灰分較低的鎂鹽的應用卻日漸增多。

（二）無灰分散劑。無灰分散劑的作用主要是分散、增溶油品中生成的積碳、油泥和酸性氧化產物。高分子無灰分散劑在保持良好低溫分散性能的同時，大幅度提高了產品的熱穩定性能和高溫清凈性能，更適于調制高檔內燃機油。目前，無灰分散劑正向多功能、高性能方面發展。

（三）抗氧抗腐劑。抗氧劑是應用范圍極其廣泛的一類添加劑。近年來，隨著高檔潤滑油在控制粘度增長、沉積物降低、減少閥系磨損等方面的苛刻要求，對抗氧劑的性能也提出了更高的要求。用做抗氧抗腐劑的化合物主要是一些含硫、氮、磷和金屬的有機化合物以及多種烷基酚，由于傳統的烷基酚類和胺類抗氧劑在高溫條件下易失去活性，其使用范圍受到限制，而僅僅使用ZDDP系列抗氧抗腐劑已經無法滿足高檔潤滑油的抗氧化性能，各種抗高溫的屏蔽酚型、胺型、有機銅鹽、堿金屬鹽類等新型抗氧化添加劑的研制工作得到了較快的發展。

（四）摩擦改進劑。摩擦改進劑是一類能在摩擦表面形成物理吸附膜或者化學吸附膜，從而降低摩擦因數，起潤滑作用，并且具有增強油膜能力的物質。潤滑油產品的發展趨勢是延長換油期和提高燃油經濟性，摩擦改進劑的加入可以改善摩擦副的潤滑狀況，能有效地減少機械的摩擦磨損，達到降低能耗的作用。

（五）粘度指數改進劑。粘度指數改進劑又叫增粘劑，主要用于內燃機油、液壓油、自動傳動液、齒輪油中。粘度指數改進劑不僅能稠化基礎油，改善油品的粘溫性能，使油品具有良好的高溫潤滑性和低溫流動性，而且可降低燃料和潤滑油的消耗，實現油品通用化。

三、工業用油添加劑現狀及發展趨勢

工業用油添加劑主要包括極壓抗磨劑、摩擦改進劑、抗氧劑、金屬減活劑以及防銹劑等，工業用油的發展趨勢是提高潤滑油的熱氧化穩定性，延長換油期，節能降耗，同時滿足日益嚴格的環保要求。針對工業用油的發展趨勢，工業用油添加劑最近出現了一些新的發展方向，如有機硼酸酯型極壓抗磨劑、超高堿值金屬清凈劑、硫化制備惰性極壓抗磨劑、納米型極壓抗磨劑、具有防銹抗氧性能的多功能極壓抗磨劑、具有極壓性能的金屬減活劑以及無灰分具有一定堿值的防銹添加劑等。

四、結語

金屬清凈劑要求低灰分、高性能、無毒性，滿足油品低硫、低磷、低灰分需要，能減少對環境的污染及危害。金屬清凈劑的發展方向主要有以下幾個方面：高堿值產品以提高油品酸中和能力；多功能清凈劑主要通過不同功能基團的引入或不同金屬鹽的復配以提高產品綜合性能；節能型清凈劑賦予其一定的減摩作用，以減小摩擦、降低發動機能耗；環保型清凈劑使用低毒性金屬，以保證該類劑的使用不會造成環境污染；抗氧型清凈劑通過抗氧型基團的引入，不但可減小抗氧劑的用量，而且可改善產品綜合使用性能。另外，為滿足高檔內燃機油的要求，無灰分散劑的發展主要分為3個方面：高分子化；無氯化；多功能化。未來抗氧劑的發展就是開發新型低磷、無灰抗磨劑和抗氧化添加劑來補償發動機油中ZDDP減少的損失。還有就是有機鉬潤滑油添加劑是優異的摩擦改進劑、抗磨劑和極壓劑；有機硼酸酯化合物是一種亟待開發的具有抗磨減摩的多功能潤滑油添加劑。通過無規共聚、接枝共聚、接枝加成等方法引入分散、抗氧、抗磨基團，成為具有分散性、抗氧性及抗磨性的多效添加劑，將是未來粘度指數發展的主要方向。endprint